广义相对论是否正确?E=MC2这个公式大家都认识,非常经典,这个公式只有三个参数,它就将物质和能量统一起来。这个公式我不敢怀疑,...
广义相对论是否正确?
E=MC2这个公式大家都认识,非常经典,这个公式只有三个参数,它就将物质和能量统一起来。这个公式我不敢怀疑,但大家对其中两个参数的理解错了:E不是能量,E是“能量势”,就是高能区与低能区的能势差,这就好比“电势差”。M都知道是质量,只可惜我的对质量的定义都是错误的,质量实际就是物体在空间运动的阻力,他与惯性的定义完全相同。
广义相对论探秘物质的能量和动量关系,解析时空的概念,从宏观宇宙到微小的分子世界,用物理公式计算宇宙的大小尺度,用科学的思维解读自然,有什么不正确的?广义相对论已经广泛应用于基础科学和宇宙深空科学,能够提出否定它的不确定性,超越广义相对论的理论还不存在。
正确与否,现在还不能得出确切的答案。就目前来看,根据广义相对论作出的相关预言已经得到印证,比如水星进动、引力时间膨胀、引力波等,但是还不能说广义相对论就是正确的,因为还有很多现象不能用这个理论去解释。目前存在的最大问题就是广义相对论与量子力学的不相容,也就是说,广义相对论还不能解释微观世界的问题。
就目前各种高精度的实验来看,广义相对论能够非常吻合实际情况。不过,即便目前所有实验都符合广义相对论的预言,但我们也没办法说这个理论是完全正确的,因为证伪一个理论只需一项实验就行。一个好的物理理论不仅能够对已知的现象做出解释,并且也能预言一些未知的现象,广义相对论就是这样的例子。
最早用于验证广义相对论的是水星近日点进动问题。简单来说,天文学家发现水星绕太阳的公转轨道不符合牛顿引力理论的预言,而广义相对论能够完美地解释水星轨道的异常。此后,广义相对论又通过星光偏转实验的验证,并且由此开始,这个理论和爱因斯坦被世人所知。
广义相对论还预言了很多现象,比如引力透镜效应、引力时间膨胀效应、引力波。广义相对论把引力解释为物体弯曲时空造成的几何效应。大质量天体会使周围的时空发生强烈弯曲,所以光从大质量天体附近经过时,就会被显著弯曲,由此产生引力透镜效应。引力时间膨胀效应也得到了原子钟的验证,并且还被用于校准GPS卫星的原子钟。引力波则在不久前刚刚被直接探测到,首次的引力波来自两个黑洞发生合并。
虽然广义相对论已经通过了各种验证,但确实还有一些问题。量子力学支配着微观领域,但广义相对论却与之不兼容,这意味着还有比量子力学和广义相对论更为基础的理论。此外,对于暗物质和奇点的问题,广义相对论也不能很好地进行描述。
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无法完全求解的广义相对论
狭义相对论和广义相对论之间究竟有什么不同的地方?
我们多次谈到相对论中的时间膨胀和长度收缩概念,其实这里所说的相对论仅仅是狭义相对论,其中长度收缩仅仅是一种相对效应,也就是地面人看运动的物体,长度变短了,但是运动物体自己看自身,长度依然是没变的,这就是长度的相对性,如果不理解这个,可以翻翻前面的文章看下。
这一节,我们来谈谈狭义和广义相对论的区别?狭义相对论适用范围仅仅是惯性系(也就是不受力的参考系),如果一个参考系有加速度,就不是惯性系。不知道大家发现没有,有了惯性系这个前提,似乎狭义相对论并不是很实用,因为我们生活的世界,你几乎找不到一个真正的惯性系。我叫你找一个不受力的参考系,你找不出来吧!你最多能找出一个受到多个力,但是力的合力为0的参考系。这也就是爱因斯坦为什么提出广义相对论的原因之一(当然还有其它原因),因为真实的惯性系几乎不存在。
还有一点就是,惯性系你不好定义。有人说不受力的参考系就是惯性系,那我问你,你怎么知道这个参考系不受力?有人说不接触就是不受力,那可不一定,电磁力就没接触,一样受力。也有人说:如果一个物体在惯性系下静止或者匀速直线运动,这个物体就不受力。可是你发现没有,你定义受力,已经用了惯性系这个概念了。也就是定义不受力,你要用惯性系,定义惯性系,你要用不受力,这是典型的循环定义!
既然惯性系不好定义,爱因斯坦直接不要惯性系了,发明一个理论,使得这个理论在所有参考系下都适用(不管这个参考系到底是否受力),这就牛逼了。我们都知道,牛顿力学都是建立在惯性系下的,如今有一个理论,居然惯性系和非惯性系都适用,你说这理论牛逼不?没错,这个理论就是爱因斯坦的:广义相对论。
广义相对论是在非惯性参考系,并在等效原理的假设下讨论的,两个还是有很大区别的。
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